En todas las células vivas se producen continuamente reacciones que, debido a su gran complejidad, debe ser muy lenta a temperaturas a las que se realizan estas reacciones (alrededor de 37 ° C). Sin embargo, estas reacciones son muy rápidas, lo que conduce a la conclusión de que hay células vivas sustancias catalizador que difieren de los catalizadores inorgánicos, ya que son sustancias más complejas formadas por organismo vivo. Estas sustancias son denominadas enzimas.

Químicamente, las enzimas son proteínas con una estructura química especial que contiene un centro activo, llamado apoenzima, y, a veces un grupo no proteico, llamado coenzima; toda la molécula (apoenzima y la coenzima) se llama holoenzima.

Dependiendo del tipo de conexión, el grupo protéico puede separada de la proteína por métodos suaves, como por ejemplo, la diálisis.

Las enzimas actúan como catalizadores, son altamente específicas y extremadamente eficiente.

Las enzimas tienen la capacidad de reaccionar con ciertos constituyentes de células denominadas sustratos, formando complejos, o incluso compuestos com enlaces covalentes. En una reacción enzimática, el sustrato se combina con la holoenzima, siendo liberado en una forma modificada.

Las reacciones enzimáticas no siguen ningún orden o cinética de primer orden. Cuando la concentración de sustrato es relativamente alta, la concentración del complejo enzima-sustrato se mantiene a un nivel constante y la cantidad de producto formado es una función lineal del intervalo de tiempo.

Las reacciones enzimáticas son muy importantes en los alimentos, de los cuales depende no sólo de la formación de compuestos altamente deseables, como puede tener consecuencias indeseables.

Las reacciones enzimáticas se produce no sólo en el alimento natural, sino también durante su procesamiento y almacenamiento. Aromas de frutas y verduras, por ejemplo, son causadas por la acción de ciertas enzimas sobre sustratos específicos, siendo denominada precursores del aroma. Las tioglucosidases, que actúa sobre los compuestos tioglucosídicos existentes en nel repollo y otras verduras existente de la misma familia producen compuestos volátiles que dan estas plantas el olor característico; y el aroma de la cebolla es debido a la acción alliinase en sulfóxidos existentes.

Las enzimas proteolíticas como la paroamna y bromelina, son empleadas en el ablandamiento de carnes. Las enzimas pécticas tienen acción sobre pectinas, tanto en la degradación de la cadena poligalacturônica (poligalacturonasa) como el desmetoxilación de los compuestos (pectinmetilesterasa) y entre otras aplicaciones, estas enzimas se emplean en la clarificación de jugos de frutas.

Las amilasas son enzimas importantes, principalmente en la producción de jarabes de maíz y D-glucosa por su capacidad para romper los enlaces glucosídicos en almidón.

Una reacción enzimática muy importante con resultados no deseados es la reacción del pardeamiento enzimático. Frutas y verduras que contienen polifenoles en su composición química, cuando se corta y se expone al aire sufren de oscurecimiento, causados por la acción de una enzima, la olifenoloxidase en fenoles existentes, que se oxidan a ortoquinonas. Estos últimos compuestos se polimerizan fácilmente, formando compuestos oscuros, las melaninas. Estas reacciones de pardeamiento enzimático se pueden observar más fácilmente en verduras de color claro, como plátanos, patatas, manzanas.

En general, las principales aplicaciones de las enzimas en la industria alimentaria se encuentran en las áreas de alcohol y sus derivados; azúcares y almidones; cervecería; productos y derivados lácteos; aceites y grasas; hornear y galletas; viticultura; y jugos de frutas.

Las principales aplicaciones de las enzimas industriales en cervecerías incluyen la sustitución de malta de cebada, mayor licuefacción de las materias primas auxiliares, la mejora de procesos de filtración, cervezas con baja en calorías y reducción del tiempo de maduración.

El sector de lácteos y derivados es probablemente una de las más antiguas conocidas aplicaciones para las enzimas. En el, se utilizan la quimosina de ternera, es conocida como la enzima ideal para la fabricación de queso, debido a su actividad de coagulación de la leche altamente específica; y la pepsina bovina. Otras enzimas utilizadas en este sector son las proteasas que actúan principalmente en la textura, y lipasas que actúan esencialmente en el gusto.

En el sector de aceites y grasas, la tecnología enzimática permite a los procesadores producir similares de la manteca de cacao, necesaria para la producción de chocolate y en la procucción de margarina.

En el sector de la panadería enzimas han adquirido una gran importancia en la formulación de productos. En este sector, las principales enzimas utilizadas son las hemicelulasas o xylanases y las lipasas y oxidasas, que pueden mejorar directa o indirectamente, la resistencia de malla de gluten y por lo tanto mejorar la calidad del producto final. También son utilizados los α-amilasas que transforman los almidones de harina de trigo en pequeñas dextrinas, permitiendo la levadura actúe de manera más consistente durante la fermentación de la masa, su crecimiento y los primeros momentos en el horno. Hoy en día, ya producen enzimas que prolongan el tiempo y la conservación del pan.

Preparados enzimáticos especiales se utilizan en todo tipo de frutas y especialmente en las bayas, siendo añadido antes de prensado, en el mosto, lo que facilita la futura extracción, aumentando considerablemente el rendimiento en jugo y el rendimiento en el prensado. El jugo de manzana es un ejemplo de jugo que puede contener una gran cantidad de almidón que puede tratarse con la adición de una enzima.

En la industria de jugo de frutas, la etapa de pasteurización desactiva las enzimas poco después de que han hecho su trabajo. En la fabricación de vinos, tal proceso no existe y en consecuencia, la actividad enzimática puede mantenerse durante un largo periodo de tiempo.

En las bodegas, uno de los mayores desafios es la obtención del mayor volumen posible de componentes aromáticos.

En el vino tinto, como en el caso de las frutas rojas, la extracción del color es también de gran importancia.

Un problema específico de los productores de vino se encuentra en la extrema dificultad de clarificar y filtrar los vinos producidos a partir de racimos atacados por el hongo Botrytis cinerea, que produce beta-glucanos (polímeros de glucosa con alto peso molecular), que pasan al vino estas macromoléculas deterioran el clarificando y obstruir rápidamente los filtros, que se eliminan fácilmente mediante la adición al vino de una enzima betaglucanasa altamente específico.

Nuevas enzimas ayudan a la liberación de aromas. Este es el caso de las glucosidasas que hidroliza la terpenil glucósidos. Los terpenos así liberados son uno de los componentes importantes del famoso bouquet.